农业信息化技术

农业信息化技术 第一章农业信息技术概述 第一节 农业信息化定义 一定义 1信息：信息是存在与客观世界的各种事物特征和变化的反映，是具有新内容、新知识并对解决某一问题有用的内容。

信息的特征：存贮性、传递性、知识性和实用性。

2农业信息：是有关农业系统的消息、情况和知识，是信息在农业领域内的体现。

农业信息的特点：发布时效性、地域性、周期性及有效性、综合性、滞后性、准确性。

3信息化：信息化是指培育、发展以智能化工具为代表的新的生产力并使之造福于社会的历史过程。

4农业信息化 （1）农业信息化：是指在农业领域充分利用信息技术的方法、手段和最新成果的过程。

具体讲：就是在农业生产、流通、消费以及农村经济、社会、技术等各环节全面运用现代信息技术和智能工具，实现农业生产经营、农产品营销、农产品消费的科学化和智能化过程。

（2）农业信息化的内涵：
o 农业生产管理信息化 o 农业经营管理信息化 o 农业科学技术信息化 o 农业市场流通信息化 o 农业资源环境信息化 o 农民生活消费信息化 农业服务信息化 5农业信息技术 （1）农业信息技术：是现代信息技术和农业产业相结合的产物，是计算机、信息存储与处理、通信、网络、人工智能、多媒体、遥感、全球定位、地理信息系统等技术在农业领域移植、消化、吸收和集成的结果，是系统、高效地开发和利用农业信息资源的有效手段。

（2）农业信息技术的组成 遥感技术 地面检测技术技术 全球定位技术 信息采集技术 信息传输技术（网络）
信息传输技术（网络）
信息存储技术 （数据库技术）
模拟模型技术 虚拟现实技术 辅助表达技术 空间分析技术 信息处理技术 信息处理技术 人工智能技术 计算机技术 专业模型技术 农业信息技术体系框图 二 农业信息化的作用 1.推动传统农业向现代农业转化 2.对农业可持续发展具有重要作用 3.对农业生产和农业经济发展具有重要作用 4.增强农业生产管理的科学化，提高市场竞争能力，减少 经营风险。

5.有利于农业新技术的研究和推广，提升农村综合信息服 服能力。

第二节　农业信息化技术的类型与特征 一、 农业信息化的类型 农业环境信息：生物信息（动物、植物、微生物）
非生物信息（土地、气候、水源、灾情、农业能源）
社会信息：
社会资源信息（人口、劳力、农产品、农用物资、农业基础设施）
市场资源信息（农副产品流通、农用物资流通、农用资金流通等）
经济管理信息（经济手段、法规手段、行政手段、思想工作）
生产信息：
种植业、养殖业、林业等结构调整，苗情状况、良种繁殖、生长管理。

工副业：农副产品贮藏、加工、综合利用等。

科技信息：自然科学、社会科学、边缘科学等科技成果、技术推广。

二、农业信息化技术的特征 1.农业信息技术的基本特征：
高投入性（硬件、软件和信息技术人才）
知识渗透、交叉和开放性（计算机科学、农业科学、经济等）
高效性（加速科研成果转化，实现科学指导和管理生产、宏观检测、预警减灾，促进农业规模经营，降低成本，提高效益。

经济扶贫性：利用农业专家系统，随时随地为农业生产经营者提供技术服务，表现为技术扶贫特征。

2.农业信息化的特征：网络化、综合化、全程化 第二章 农业信息化技术的发展和应用 第一节 农业信息化技术的产生与发展 一．世界农业信息化发展的三个阶段 第一阶段：20世纪50-60年代：广播、电话通讯信息化及科学计算。

第二阶段：20世纪70-80年代：计算机数据处理和知识处理阶段。

第三阶段：20世纪90年代以后：农业数据库开发、网络、多媒体技术应用和农业生产自动控制等新的发展阶段。

主要：首先，美国，其次日本、德国、法国等发达国家，印度及韩国。

二 农业信息技术 农业信息技术是以传感、通讯和计算机技术为主,实现农业生产活动有关的信息采集、数据处理、判译分析、存贮传输和应用为一体的集成农业技术。

农业数据库技术 农业信息管理技术 农业专家系统 农业决策支持系统 农业模拟模型技术（作物生理生态模型、虚拟植物模型）
精确农业与3S技术 农业虚拟技术 三 农业物流信息技术 农业物流信息技术包括计算机网络技术、数据库技术、数据挖掘技术、条形码与射频技术、电子数据交换、地理信息系统、全球定位技术等。形成了农产品以移动通信、资源管理、监控调度管理、自动化仓库管理、业务管理、客户管理、财务管理等多种义务集成的一体化的现代农业物流信息系统。

第二节 农业信息技术的 应用 一农业信息技术之间关系 1信息采集技术。是以遥感系统、全球定位系统、地理信息系统、地面自动化实测技术对农业生产过程中的各种农业信息适时采集。

2信息传输技术。以通讯技术、地理信息系统技术等将采集到的各种农业信息,通过接口,高速度、高质量、准确及时、安全可靠地适时传输至农业信息系统,实现农业信息系统资料的及时更新。

3信息处理技术。以数据处理技术、模拟模型技术、虚拟现实技术和地理信息系统技术等对农业信息按利用目的的需求进行处理分析,给出指导农业经营和生产的有用信息,为农业发展提供咨询服务和决策支持。

4信息管理技术。以计算机网络技术为基础,充分利用数据库管理技术、地理信息系统技术对农业资料、图像和文档等信息进行统一管理,并实现信息资源共享。

5信息服务技术。以多种服务方式,将农业信息产品快速、准确地服务于用户。

6信息应用技术。根据农业生产活动和环境资源信息处理结果,利用控制技术适时确定农业生产管理控制,通过智能化的农业机具及设备控制具体实施。

农业信息传输技术 光纤通信 卫星通信 激光通信 传真通信 超导通信 农业信息处理技术 空间分析技术 人工智能技术 决策建模技术 数据库存储技术 图像分析 农业信息处理结果 地理信息系统 专家系统 决策支持信息 作物生长模型 农业对象 农田土壤信息 农作物长势信息 农作物产量信息 病虫害信息 农业环境信息 农业信息控制技术 温室自动控制技术 种子、化肥、农药、灌溉的自动控制 农业信息采集技术 传感技术 遥测技术 全球定位技术 地面检测技术 摄像扫描技术 农业信息技术 二农业信息技术的应用 1. 田间生产管理 田间试验种植管理、研究作物生长模拟模型。农业专家系统、生产管理决策支持系统，精确农业。

2. 设施栽培 计算机控制温室：蔬菜、花卉、苗木。光度、温度、湿度、营养成分等自动控制。

各种机器人：嫁接、育苗、洒药、施肥等。

3. 水产养殖与畜禽饲养 养殖用水的盐度、温度、水循环、饵料全部由计算机进行自动控制和调节。

猪牛等分娩、生长、死亡出售、食物比例和生长过程中的各种数据和信息。活动量、产奶量、牛奶质量、体重健康状况等的自动检测。

4. 农产品储藏与加工 谷物仓储计算机监控与管理，农产品加工企业的微机控制生产线。配合饲料建工生产线，蔬菜水果保鲜（通风调节）
5. 农业生态环境检测与保护 湿度、温度、农业虫害的检测与预防（语音传感器检测害虫的声音和类别，自动控制喷洒杀虫剂。

3S技术用于农业生态环境监测与保护：农业资源调查、农业资源监测和农林灾害预报与监测。

农业资源调查：主要涉及土地利用现状、土壤类别、草场资源、水资源。

农业资源监测：农作物长势与估产、土地沙化与盐碱化、鱼群监测、农业用地污染监测。

农林灾害预报与监测：农作物病虫害、草场雪灾和火灾、洪水预警、测定受灾面积和灾后评估 6. 农业研究与实验 第三章 现代农业信息技术 第一节 农业数据库系统　 一农业数据类型 1农业自然类数据 自然界中各种与农业活动相关的环境类数据,以及人类从事物质生产所产生的相关数据,作物生长数据,农业气象数据,土壤数据 2农业社会类数据 包括人类各种活动所产生、传递与利用的数据。还包括农村社会和经济、农业生产技术、农业市场、农业管理、农业科技教育等方面的数据。

二农业数据标准化 1农业数据标准化：是一个具有边缘性和交叉性的研究领域。一方面它不能脱离产业标准化的体系和要求，要与农业领域的标准化进程相互配合、同步发展；
另一方面是农业标准化与信息技术标准化的结合。数据标准化已成为影响其他领域标准化进程的基础环节，农业数据的标准化直接关系到农村经济发展的农业经济组织的效率。

2农业数据标准化的内容 （1）：农业数据术语标准 首先，要确定农业数据的基本范畴，农业数据术语是农业数据领域最基本、最常用的概念，应该涵盖农业生产、经营、管理的全过程。其次，如何用简洁、概括、规范的词语将农业数据概念的属性、特征描述出来，是术语制定中重要的技术问题。最后，农业数据术语标准的制定要有全局观念。

（2）：农业数据分类与编码标准 协调各机构的分类标准，加快农业数据分类与编码体系的研究制定是农业数据标准体系建设的当务之急。

（3）：农业数据技术标准 数据技术标准主要是围绕数据技术开发、设备研制和系统建设、运行、管理而制定的一系列标准。

（4）：农业数据管理标准 农业数据管理标准应包括农业数据获取渠道标准、农业数据处理标准、农业数据交换标准和农业数据发布标准等内容。

三 农业数据库系统 1农业数据库概念 数据库就是一个装载数据的“仓库”。数据库是经过加工集成的数据，它是为最终用户进行分析处理而专门设计的。

农业数据库系统包含的内容非常多。农业气候数据库、土壤信息数据库、农作物品种资源数据库、农业技术信息数据库、农产品及农业生产资料市场信息数据库等。

2农业数据库的特点 （1）数据库要具有相当规模 （2）数据库中的数据具有可重复利用性 （3）数据库中的数据要具有可用性、准确性 （4）数据库要有集成性、多种形式化 （5）数据库作为一种资源 （6）数据库可以动态地增删内容 （7）数据库具有促进、加快大量信息传播的功能 3农业数据库的分类：
农业资源数据库 农业技术数据库 农业统计数据库 农业生产数据库 农业管理信息数据库 相关行业信息数据库 第二节 农业管理信息系统 一 农业管理信息系统的含义 农业管理信息系统（Agricultural Management Information Systems,AMIS）是一般管理信息系统在农业中的应用，其概念和含义无本质差异。管理信息系统（Management Information Systems,MIS）是收集和加工管理过程中有关的信息，为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统，可以支持事务处理、信息服务和辅助管理决策。

管理信息系统是管理者、系统和信息三部分的有机统一。

管理信息系统是帮助管理者解决问题和作出决策的强有力的工具。管理信息系统有效地向各级管理者提供通用的数据和信息，以使管理一体化，使所有下属单位为共同的目标而工作。管理信息系统的建立和运行需要多种学科的成就，包括计算机科学、统计学、宏观和微观经济学、运筹学、控制论和系统工程等。

二农业管理信息系统的功能 1信息管理功能 收集、管理农村经济信息，完成日常的农村经济管理工作等。

2自诊断功能 主要对农村经济信息进行深度加工，为决策者提供科学依据。

3开发功能 为实现农村经济管理的总体目标，信息系统应具备相应的手段 4输出功能 为用户提供有效信息的输出，为区域研究、规划和决策提供各种类型的工作资料。

三 农业管理信息系统的结构与分类 1．农业管理信息系统的结构 一个管理信息系统可以由四大部件组成，即信息源、信息处理器、信息用户和信息管理者。信息源是信息产生地，信息处理器担负信息的传输、加工、保存等任务。信息用户是信息的使用者，信息管理者负责信息系统实现，负责信息系统的运行协调。

农业管理信息系统包括职能子系统和保障子系统两部分。职能子系统按管理系统所担负的职能，可划分为生产管理信息系统、市场管理信息系统、财会管理信息系统、库存管理信息系统、行政管理信息系统等。保障子系统是指计算机系统和通信技术系统，它为职能子系统的有效运行提供物质技术条件 2．农业管理信息系统的分类 按信息处理的方式（脱机的、联机的、实时），按不同的应用领域（科学计算、过程控制、情报检索、办公自动化等）
第三节 农业专家系统 一 农业专家系统概念 专家系统就是指具有与人类专家同等解决问题能力的智能程序系统。专家系统是指在特定的领域内，根据某一专家或专家群体提供的知识、经验及方法进行推理和判断，模拟人类专家所做决定的过程，解决人类专家决定的复杂问题，提出专家水平的解决方法或决策方案的计算机程序系统。

专家系统来自于专家，但又高于专家，是专家技能和知识的集成和综合。

农业专家系统是一个具有大量农业专家知识与经验的计算机程序系统，它应用人工智能技术，根据一个或多个农业专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断，像人类专家那样解决农业中复杂问题并进行决策。

二 农业专家系统的特征 1具有专家水平的专门知识 一个专家系统为了能像人类专家那样地工作，就必须具有专家级的知识，知识越丰富，质量越高，解决问题的能力就越强。

专家系统中的知识可分为三个层次，即数据级、知识库级和控制级。数据级知识是指具体问题所提供的初始事实以及问题求解过程中所产生的中间结论、最终结论等。知识库级知识是指专家的知识。控制级知识是关于如何运用前两种知识的知识。控制级知识是用于控制系统的运行过程及推理的，因而其性能的优劣直接关系到系统的“智能”程度。

2能进行有效的推理 专家系统的根本任务是求解领域内的现实问题。问题的求解过程是一个思维过程，即推理过程。要求专家系统必须具有相应的推理机构，根据用户提供的已知事实，通过运用掌握的知识，进行有效的推理，以实现对问题的求解。

3具有获取知识的能力 专家系统的基础是知识。为了得到知识就必须具有获取知识的能力。

4灵活性 大多数专家系统中，都采用了知识库与推理机相分离的构造原则，彼此既有联系，又相互独立。就不会因知识库的变化而要求修改推理机的程序。

5透明性 人们在应用专家系统求解问题时，不仅希望得到正确的答案，还希望知道得出该答案的依据，专家系统一般都设置了解释机构，向用户解释它的行为动机及得出某些答案的推理过程。从而提高用户对系统的可信程度，增加系统的透明度。

6交互性 一方面它需要与领域专家或知识工程师进行对话以获取知识，另一方面也需要通过与用户对话以索取求解问题时所需要的已知事实以及回答用户的询问。

7实用性 专家系统是根据领域问题的实际需求开发的。

8具有一定的复杂性及难度 专家系统拥有知识、并能运用知识进行推理，以模拟人类求解问题的思维过程。但是，人类的知识是丰富多彩的，人们的思维方式也是多种多样的，因此，要真正实现对人类思维的模拟还是一件十分困难的工作，有赖于其他多种学科的共同发展。

常规程序=数据结构+算法 专家系统=知识+推理 三 农业专家系统的功能 1存储解决农业生产问题所需的知识。

2存储具体解决农业生产问题的原始数据和推理过程中涉及的各种信息目标以及假设等。

3根据当前输入的数据，结论或系统自身行为作出必要的解释。

4能够对推理过程、结论或系统自身行为作出必要的解释。

5提供知识获取、机器学习以及知识库的修改、扩充和完善等维护手段。

6提供一种用户接口，便于用户使用，分析和理解用户的各种要求和请求。

四 农业专家系统开发工具 中科院合肥智能所开发研制的基于软结构的新一代专家系统开发平台——雄风6.0，结构由知识库检验、知识库运行、ODBC数据库服务、网络信息获取。通常专家系统开发工具包括编辑型开发工具、智能型开发工具和自动知识获取工具三种。

1编辑型开发工具 2智能型开发工具 3自动知识获取工具 五 农业专家系统的设计与应用 1农业专家系统的设计 典型的专家系统主要由知识获取工具、知识库、数据库、推理机、解释机、人机交互接口几个部分组成，其中知识库和推理机是专家系统的核心部分，知识库是实现专家系统智能推理的基础，推理机是专家系统的智能中心。

2农业专家系统的应用 （1）育种管理 （2）灌溉管理 （3）施肥管理 （4）作物栽培管理 （5）植物保护 （6）水产养殖 第四节 农业决策支持系统 一、决策支持系统的概念 决策支持系统（Decision Support System, DSS）是利用知识和数学模型，通过计算机分析或模拟，协助解决多样化和不确定性问题，如对计划、管理、调度、作战指挥和方案寻优等应用问题进行辅助决策的计算机程序系统。

二、决策过程 1问题识别 明确问题的含义、限制条件和判定满意的解时所用的评判标准C等。

2）建立模型 包括建立形成候选解的模型和评价候选解优劣的模型，即建立评价函数E1(s)，E2(s)，…，En(s) 3执行模型 用各种候选解代入评价模型执行以获得评判指标，即计算评价函数E1(s)，E2(s)，…，En(s) 4评判决策 根据上阶段获得的评判指标进行综合评判与分析，审查所获得的解是否已经满足要求。若已满足，就输出它作为问题的解（决策方案、计划、规划或假定等）；
尚若不满足要求，则转下一步去修改模型。求“评判函数”J（E1，E2，…，En）“值” 5修改模型 三DSS的功能 1决策目标、参数和概率的规定 2数据检索和管理 3决策方案的生成 4决策方案后果的推理 5方案后果的评价 6决策的解释和执行 7战略构成 四DSS的结构及求解问题的过程 DSS的典型结构一般包括交互语言系统、问题求解系统以及数据库、模型库、方法库、知识库管理系统组成 DSS求解问题的过程是：用户通过交互系统把问题的描述和要求输入DSS，交互语言系统对此进行识别和解释。问题处理系统通过知识库系统和数据库系统收集与该问题有关的数据、信息和知识，并据此对问题进行识别、判定问题的性质与求解。通过模型库系统集成构造解题所需的规则模型或数学模型，对该模型进行分析鉴定，在方法库中识别进行模型求解所需的算法并进行模型求解，对所得结果进行分析评价。最后通过语言对求解结果进行解释，输出具有实际含义、用户可以理解的结果。

五 农业决策支持系统的研发过程 1DSS系统分析 包括确定实际决策问题目标，对系统分析论证。

2DSS系统初步设计 对各子问题要进行模型设计 对各子问题还要进行数据设计。

3DSS系统详细设计 包括详细设计（数据设计和模型设计）和综合设计。

4各部件编制程序 包括建立数据库和数据库管理系统；
编制模型程序，建立模型库、模型库管理系统；
编制综合控制程序（总控程序），由总控程序控制模型的运行和组合、对数据库数据的存取，设置人机交互等处理。

5三部件集成为DSS系统 包括解决部件接口、总控程序与模型部件和数据部件的集成和形成DSS系统等问题。

六 决策支持系统的设计 1设计思想 主要是对决策支持系统总体结构的设计，它包括运行结构设计和管理结构设计。

2设计内容 （1）．总控程序的设计 每个模型只完成它自身的工作，模型间的数据加工只能由总控流程来完成。

（2）．模型程序的设计 包括数学模型程序、数据处理模型程序、图形和图像模型程序、报表模型程序等。

第五节 农业虚拟技术 一虚拟农业的概念 它利用计算机虚拟现实技术、仿真技术、多媒体技术建立数学模型定量而系统地描述作物生长发育器官建成和产量形成等生理生态过程与环境、之间相互作用的数量关系,在此基础上,设计出虚拟作物、畜禽,从遗传学角度定向培育农作物,改变传统的育种和科研方式。

二虚拟农业的结构 虚拟农业主要由农业现实数据采集、3D作物模拟、作物传感器、专家系统与模型、人等5部分组成。

三虚拟农业的特征 1.多感知性：应该具有人所具备的所有感知能力 2.存在感：它是指导用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。

3.交互性：用户对模拟环境内物体的可操作性和从环境得到反馈的自然性。

4.自主性：指虚拟环境中物体依据物理定律动作的程度。

四虚拟农业主要包括：
1.虚拟农作物，用以培育水稻、玉米、小麦、大豆、棉花等主要农作物的新品种；

2.虚拟动物，用以培育猪、牛、羊、鸡、鱼等主要畜产品和水产品的新品种；

3.虚拟农机制造，用以设计和制造节能、高效的新型农机(具)，提高农业生产设备、设施的利用效率，提高农业资源综合利用效率；

4.虚拟农场，对农产品市场和农业生产管理进行模拟，利于农业科技推广和农业技术教学。

五 虚拟农业技术的应用范围 1.虚拟实验。应用计算机建立反映客观规律的虚拟模型，应用虚拟模型进行实验，可以部分地替代在现实世界中难以进行的实验，或者是费时、费力和费钱的实验。

2. 虚拟育种。利用计算机技术、虚拟现实技术、仿真技术、多媒体技术设计出虚拟作物、畜、禽、鱼等，然后实际培育出能与虚拟农产品相媲美的真实作物和畜、禽、鱼等品种。

3.虚拟温室。虚拟温室是将数据、材料、模型、物理属性和高级算法整合成的一个研究平台，研究温室对外界环境的反应半簪物理学(如温室围护结构的传热和力学属性)和环境学(气候变化和植物生理信息)结合起来，进行预测和预报温室对外界各种变化(气候条件、植物生长和人工干扰)的反应，而且能够观察、显示和打印其结果。

4.虚拟农场。在教学、科普教育和农业科技推广领域，可利用虚拟植物模型建立虚拟农场，让学员在计算机上种植虚拟作物，进行虚拟田间管理，直观地观察作物的生长过程及最终结果，较快地掌握先进的农田管理技术。

5．虚拟果树修剪。虚拟果树修剪系统，可以模拟果树具有生长功能，该功能可以模拟真实果树的各种生长状况，并对各种因素的改变做出近似实际的反应。可以和农作物合理搭配种植；
模拟农、林、牧、副、渔业相结合的农业可持续发展模式。

6 虚拟立体农业。主要是通过对光资源利用的模拟(可模拟地下部对水、肥等的吸收利用状况等)，实现对立体农业(间作、套种、混种等)的优化管理。

7．虚拟城市农业。城市农业是充分合理地利用城市空间和优越条件来发展农业的一种探索。利用虚拟农业技术可以模拟环境、生态、科技、生产、观赏为一体的城市农业综合发展模式，便于决策、实施。生产、生活、生态等三“生”功能为一体的农业。

8． 虚拟农机制造。可以虚拟农机设计、农机制造和农机测试。例如，采用虚拟农业技术，对试验对象的各个指标同时进行数据的测量、实时处理和实时分析，有利于提高测试水平，得出比较精确的结论，为系统的优化设计提供更可靠的依据。

第六节 精确农业与3s技术 一精确农业概念 精确农业：是指利用全球定位系统( GPS) 、地理信息系统( GIS) 、连续数据采集传感器( CDS) 、遥感( RS) 、变率处理设备( VRT) 和决策支持系统( DSS) 等现代高新技术, 与农学、土壤、植保等学科相结合，获取农田小区作物产量和影响作物生长环境因素( 如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等) 实际存在的空间及时间差异性信息, 分析影响小区产量差异的原因, 并采取技术上可行、经济上有效的调控措施, 区分对待不同农田小区, 按需实施定位调控的“处方农业”。能够在实现提高生态效益的同时实现对环境的保护。

具体讲：以大田耕作为基础，定位到每一寸土地，从耕地、播种、灌溉、施肥、中耕、田间管理、植物保护、产量预测到收获、保存、管理的全过程实现数字化、网络化和智能化。

不同表述中的3个共同点：（1）基于作物及资源环境的时刻差异特征（2）以最小的资源投入、最大农业收益和最小环境危害为目标（3）以3S技术、信息技术和智能化技术等为技术支撑体系。

二精确农业的特征 1. 地域性 2. 综合性 3. 系统性 4. 渐进性 5. 可操作性 三精确农业的理论与技术体系 1．精确农业的核心理论：基于田区差异的变量投入和最大的收益、最小的环境危害。

精确农业的三个精确：
定位：精确地确定灌溉、施肥、杀虫等的地点。

定量：精确地确定水、农药、肥、种子等的施用量。

定时：精确地确定各种农艺措施实施的时间。

2精确农业的技术体系 （1）
地理信息系统 （2）
遥感技术 （3）
全球定位技术 （4）
决策支持技术 （5）
变量投入技术 3．精确农业的实施过程 （1）数据采集 产量数据采集 土壤数据采集 作物营养检测方法 土壤水分检测 苗情、病虫草害数据采集 其他数据采集（测量地形边缘、近几年轮作情况、平均产量、耕作情况、作物品种、化肥、农药、气候等有关数据，用于决策分析。

（2）差异分析 产量数据分布图 土壤数据分布图 苗情、病虫害分布图 (3) 控制实施 在3S技术支持下得到的信息经过一系列处理后，将形成变量控制信息，最终由计算机控制农业机械，实施变量管理。智能农业机械是精确农业中实施控制的重要手段。智能农业机械主要由信息采集系统、决策判断系统和控制执行系统3部分组成 四3S技术 3S技术是指遥感(RS,RemoteSens-ing)、地理信息系统(GIS,Geographic InformationSystem)、全球定位系统(GPS,GlobalPositionSystem)。3S技术目前已经被广泛应用于农业的各个方面,如:种植业、养殖业、农业机械、水产业等。主要应用于综合开发、产量估算、生长监测、病虫害预报等。

1 RS包括航空遥感和卫星遥感,是在30年代航空摄影的基础上发展起来的, 60年代随着太空技术、电子技术和地球科学的发展,产生了质的变化,并被广泛利用于各个领域。航空遥感能进行较精确的测量和立体观察。卫星遥感频度大、时间和空间分辨率高、便于 数字化分析。

2 GIS是60年代发展起来的地理学研究的领域,它是空间数据的管理和应用的技术系统,即在计算机软硬件的支持下,对有关空间数据按地理坐标进行输入、存贮、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提取应用的技术系统。经过30多年的发展,它的应用范围已涉及 到地理学的各个领域。

3 GPS是1973年美国为改进原有的海军导航卫星系统NNSS而确定研制的。它是以人造卫星组网为基础的无线电导航系统,主要由卫星星座、地面监控和用户信号接收三部分组成。为全球范围内的用户提供全天候、连续、适时、高精度的7维数据(3维位置+3维速度+1维时间),具有解决多种学科重大问题的能力,目前已经被广泛应用到各个领域。

第四章农业信息化技术的发展 第一节 发达国家农业信息化技术发展与应用 发达国家的农业信息化正在步入新的阶段，形成了从农业信息的采集、加工处理到发布的健全的、完善的农业信息体系。

一 美国 美国作为世界电子信息产业的第一大国，农业信息化是在信息技术和市场经济高度发达的背景下，与整个社会的信息化同步发展的。美国从农业信息技术应用、农业信息网络建设和农业信息资源开发利用等方面全方位推进农业信息化建设。构建了以政府为主体，以国家农业统计局、经济研究局、世界农业展望委员会、农业市场服务局和外国农业局等五大信息机构为主线的国家、地区、州三级农业信息网，形成了完整、健全、规范的农业信息服务体系；
在农业信息化建设上，采取了政府投入与资本市场运营相结合的投资模式。如美国国家农业数据库(AGRICOLA)、国家海洋与大气管理局数据库(NOAA)、地质调查局数据库(USGS)等规模化、影响大的涉农信息数据中心(库)，对农业发展产生了很好的推动作用；
发源于美国的精确农业，利用全球定位系统(GPS)、农田遥感监测系统(RS)、农田地理信息系统(GIS)、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统等，对农作物进行精细化的自适应喷水、施肥和撒药，有力地促进了农业整体水平的提高。

二德国 德国各州农业局开发和运营的电子数据管理系统(EDV)，能向农户提供作物生长情况、病虫害预防和防治技术以及农业生产资料市场信息等。电视文本显示服务系统(BTX)和植保数据库系统(PHY-TOMED)，可为农户提供农业技术信息服务。德国作为欧洲信息化发展的成功典型，政府始终致力于农业信息化的政策与环境、农业信息化基础设施的建设和数据库建设的投入。政府还注重模拟模型技术、计算机决策系统技术、精确农业技术等关键技术的研发和集成，并形成了自身的优势。装有遥感地理定位系统的大型农业机械，可以在室内计算机自动控制下进行各项农田作业；
远程诊断系统可以确定农机是否需要维修或更换零配件；
计算机辅助决策系统为农民提供咨询服务，如小麦品种选择模型(GENIS)可从提供各种小麦品种的水肥条件、品种特性、产量品质、抗病虫害的能力等方面的评估情况，帮助农民选择适宜种植的小麦品种；
麦类病害流行预测和损失预测模拟模型，能对单一病害和多种病害综合的发生做出预测，这些系统在农业生产中发挥了积极的作用。

三  法国 在农业生产中，信息和通信技术的应用程度很高。主要是利用通信卫星技术对灾害性天气进行预报，对病虫害灾情进行测报；
利用专家系统进行自动化施肥、灌溉、打药等田间管理；
利用信息技术对土壤环境进行精确的数据分析，根据种植品种的具体需求，调节和改善种植环境。在农产品的生产、收获、贮藏和加工等各个环节实现了计算机全程实时监控。

　四 澳大利亚 澳大利亚的自然条件并不优越，土地荒漠化严重、水资源短缺，但政府以信息化带动农业发展，通过大力发展网络基础设施建设、强化信息资源开发和共享、利用多媒体技术和远程教育等方式提高农场主信息素质以及通过市场化引导和发展电子商务等措施，使澳大利亚迅速发展成了一个集生态农业、加工农业、出口农业和服务农业为一体的新型农业发达国家。电脑和互联网应用已成为澳大利亚农业发展必不可少的条件。2004年，在经营产值超过5000澳元的农场中，有55％的农场利用互联网开展了电子商务，有47％农场使用互联网获取种养信息和技术，发布产品销售信息，从网上接受农协及政府农业部门的技术指导。每个农场都有自己的网址，可以通过互联网与农民协会和市场联系。全社会的广泛参与也是澳大利亚农业信息水平较高的原因之一，政府和各类涉农组织都注重农业信息资源的挖掘和加工整理，形成了丰富的农业信息资源。澳大利亚CISC农业信息网络提供国内外所有的市场动态信息、农业科技信息、自然与气象信息、农业政策法规信息和相关行业信息等。著名网络门户“Agrigate”，链接了数百个世界权威网站，并提供无偿服务。

五 日本 日本建立了农业技术信息服务全国联机网络，即电信电话公司的实时管理系统(DRESS)，借助公众电话网、专用通讯网和无线寻呼网，把大容量处理计算机和大型数据库系统、互联网网络系统、气象预报系统、温室无人管理系统、高效农业生产管理系统以及个人电脑用户等联结起来，提供农业技术、文献摘要、市场信息、病虫害情况与预报、天气状况与预报等信息。各县也都设立了DRESS分中心，可以随时交换信息；
以有线电视利用为中心的地域农业信息系统，通过有线电视播放、自由播放、村内电话、调频广播等方式传播农业信息，并以计算机和多功能传真等作为补充，传递农户和农协之间的发货和销售信息；
农产品电子商务由企业运作，形式多种多样，有利用大型综合网上交易市场和综合性网上超市的规模、品牌优势销售农产品的，也有专门从事农产品销售的农产品电子交易所和农产品网上商店。

六 韩国 韩国建立了比较完善的农业信息系统。新型农业技术信息数据库为农民和公众提供新的农业技术信息。农业土壤环境信息系统为农民提供详细的原始土壤图的制备、土壤详图数据库、稻田和早地土样分析等信息。农场信息技术系统主要向农场主、农户发布作物生长条件、农场全方位技术、害虫预测信息、农业标准设备的设计规划、特殊地点农户实用技术和农村生活等信息。农场生产环境信息系统提供实时天气预报信息。牲畜出口产品管理系统提供畜产品价格动态分析信息。农民信息管理系统主要开发和提供农业管理项目。此外，韩国农业电子商务也极为发达。

第二节　我国农业信息技术的发展 一我国农业信息化技术的产生和发展 20世纪80年代以来，我国农业信息化技术的发展主要经历了起步、普及、发展和提高阶段。

起步阶段(1979-1985)：解决农业领域中的科学计算和数学规划问题。1981年，建立了第一个计算机农业应用研究机构---中国农业科学院计算中心。

普及阶段（1986-1990）：主要以农业数据处理和农业信息管理为主，农业专家系统成为热点，农业模拟研究相继开始。

发展阶段（1991-1995）：农业专家系统等农业信息技术列入863计划的重点课题，专家系统在农业生产实践中获得应用，取得了比较明显的效益。

提高与综合应用阶段（1996年以后）：信息资源共享、计算机应用技术与生产实际相结合。

我国农业信息化发展很快，网络技术、数据库技术、多媒体技术、专家系统、精准农业与3s技术、农业虚拟技术等正逐步得到应用，收到了较好的社会和经济效益，突出表现在组织体系得到基本完善，基础平台初具规模，决策支持能力显著增强，服务覆盖面不断扩大，电子政务凸显成效等六个方面。实现农业现代化将彻底改变传统农业时空变异大、可控性差、稳定性和定量化程度低等弱质局面，必将带来农业产业和农村经济的飞速发展。因此，推进农业信息化，已成为统筹城乡经济社会发展、全面建设小康社会的战略选择。

二 中国农业信息化的基本框架 建立专门的农业信息系统,必须由政府支持启动,这也是建立社会主义市场经济体制后政府的重要职能之一。为适应市场经济需要,建立这一系统应包括如下内容: 1·覆盖全国县市和乡镇,以保证信息的系统性,同时满足全国农户与乡镇决策的需要。

2·乡镇设立专门的计算机网点,县城设立专门的集中信息网站,并有专门的信息员,负责录入信息和提供信息咨询。

3·每村固定兼职信息员,负责统计与上报等工作。

4·信息系统以服务为宗旨,并由政府直接管理,以保证运作的规范性、真实性和服务性。

5·为保证信息的系统性与高效性,政府应对与国民经济和城乡居民生活关系比较密切的产品制定大类和细类,将这些产品的拟种植面积与待收获的产量和相应的市场价格及供求行情作出预测,在规定的时间内输入网站。

6·其他信息,诸如国际市场相关行情的信息等等。

三 我国农业信息化技术的应用 1农业数据库方面 当前我国比较有影响的几种农业系统的数据库有：
（1）．中国农业科技文献信息数据库 （2）．中国作物种质资源信息系统 目前拥有180种作物、37万份种质信息、2000兆字节，是世界上最大的植物遗传资源信息系统之一。

（3）．其他专业性数据库等 陕西省棉花气象数据库、象山县农作物病虫害数据库、山东果树数据库、湖北省土壤系统分类数据库系统、检疫性植物种传病毒数据库、青海省农作物品种管理数据库系统、昆虫标本数据库管理系统、小麦遗传资源数据库、水稻褐稻虱数据库管理系统、台湾农业数据库、小麦抗条锈病数据库、肥料试验数据库、黑龙江省高梁育种基础材料数据库、花生优异种质资源数据库、生态高效农业产业化风险数据库、农田虫情数据库及信息管理系统、水稻品种抗瘟性数据库管理系统、野生植物资源信息检索数据库、向日葵有害生物数据库。

2农业管理信息系统方面 农业管理信息系统是收集和加工农业系统管理过程中的有关信息，为管理决策过程提供帮助的信息处理系统 应用领域也不断扩大，包括作物生产管理、灌溉管理、农业环境监测管理、农业经济管理、家禽养殖管理等不同领域，促进了农业生产的科学化、规范化和数字化发展。

1990年，中国农业科学院棉花研究所研发的棉花生产管理系统，将播种期、密度、施肥量、化学调控结合起来，可以在不同地区和不同年份提出不同的棉花生产优化方案，在山东、河南等地示范推广3.5万多hm,每公顷增产皮棉125kg。

1988年，四川省开发的农业管理信息系统，收集了全省1949——1987年主要农业生产数据，具有全省粮食总产量预测、农村产业结构动态评估和优化、农村劳动力转移等模型。

中国农业科学院计算机中心为我国广大农村研制开发了一套集成化管理软件“农村经营管理信息系统”，系统由帐务管理子系统、农经指标统计汇总子系统和经营管理子系统组成。目前该系统已经在江苏、山东、北京等地推广应用，效果良好。

1999年，浙江大学农业遥感信息技术应用研究所和杭州市环境科学研究所在市环保局的支持下，利用GIS技术、RS技术，开发了“杭州地区环境管理信息系统”。

3农业专家系统方面 专家系统在各示范区已经得到了广泛的应用，并取得了明显的效益。安徽省水稻主要 病虫害诊治专家系统，中国农科院植物保护研究所开发出粘虫测报专家系统。正在研制的有小麦条锈病流行程度预测专家系统、麦蚜测报专家系统等。“八五”期间，中国科学院合肥智能所开发出虫害预报专家系统FIP、北京农业大学开发出作物病虫预测专家系统、宁夏农林科学院等应用（VP—EXPERT）开发出冬小麦条锈病预测专家系统。

我国专家系统的研究起始于20世纪80年代初期。1983年，中国科学院合肥智能机械研究所与安徽省农业科学院土壤肥料研究所合作，研制了“砂姜黑土小麦施肥专家咨询系统”。

90年代,国际上举办了多次有关农业专家系统的会议,我国专家系统的研究更是蓬勃发展,出现了许多农业专家系统[6]。如小麦高产技术专家系统(余华等, 1996),水果果形判别人工神经网络专家系统(刘禾等, 1996),基于规则和图形的苹果、梨病虫害诊断及防治专家系统(王爱茹等, 1999),以及农业资源高效利用技术集成专家系统的设计(李道亮, 1999)、生态农业投资项目外部效益评估的专家系统(范大路, 1999)、基于作物生长特征的作物栽培专家系统(柴毅, 1999)、基于生长模型的小麦管理专家系统(曹卫星等, 1999)等,这些农业专家系统促进了农业科技成果的应用与推广。

我国“863”支持下研发的农业专家系统统计：
甘肃示范区：小麦、玉米、马铃薯、黄瓜、茄子、番茄、西瓜、辣椒、百合、特菜、葡萄、病虫害预测预报、植保、养猪、农业资源环境、地理信息系统。

4农业决策支持系统方面 中国农业科学院与中国人民大学最早在1988年研究开发了我国农业领域第一个“中国食物供需平衡决策支持系统”，对于研究我国中长期事物发展战略提供了有效的决策支持，其中的数据库、模型库和方法库在大量数据和复杂关系的处理与运算过程中显著提高了整体项目的研究效率。

我国已开发的农业决策支持系统和专家系统（Expert System—ES）有：中国农电管理决策支持系统、县（市）农业规划预测系统、小麦玉米品种选育专家系统、小麦计算机专家管理系统、水稻主要病虫害诊治专家系统、柑园专家系统等，不少已经达到了国际领先水平，在实际应用中产生了很好的经济效益。

5精确农业与3s技术 2001年“中国农业科学院土壤肥料研究所研制出“适合于农场规模化经营的精准农业养分信息管理技术和精准农业变量平衡施肥技术体系”，在实验区内氮肥利用率提高10%—15%，小麦和玉米增产15%左右。

由上海精准农业技术有限公司,在上海精准农业试验示范基地(位于上海农工商集团农工商现代农业园区内),以优质水稻和出口蔬菜为试验研究对象,取得了大量数据。如土壤环境信息采集项目,在全球定位系统的支持下,已经完成了关于土壤信息的二十几个因子的基础数据收集和分析。水稻栽培计算机模拟优化决策系统项目,取得了示范基地水稻产量图。

烟台市科学技术的广泛普及,起到了良好的“酵母”效应,激发了广大农民自觉研究探索精准农业的热情,从中涌现出一支民营科技劲旅。目前,烟台市民营科技机构已达1100家,从业人员7万多人,现已研制开发科技成果450多项,年创收益96亿元。

RS在我国林业中的应用更是令人瞩目，“三北“防护林遥感综合调查在两年时间查清了占全国60%面积的“三北“地区森林、土地、草场等再生资源的数量，并对“三北“的生态环境进行了评价。使国家有关部门在短时间里掌握了如此大面积的资源状况及变化情况，对人迹稀少、常规方法难以调查的地区，RS更显其威力，西藏自治区森林资源调查就是用遥感技术完成的。　 我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统在汶川地震中也发挥了重要作用。在灾害发生不久，中国卫星导航应用管理中心立即为救援部队紧急配备了1000多台“北斗一号”终端机，实现了各点位之间、点位与北京之间的直线联络。在灾区通信没有完全修复，信息传送不畅的情况下，救援部队不断发回的灾情报告，为指挥部指挥抗震救灾提供了重要的信息支援。

第三节 甘肃农业信息发展及存在问题 一甘肃省农业信息发展现状 1甘肃农业信息化发展基本状况农业信息基础设施建设水平有明显提高  （ 1）、 各级政府高度重视，农业信息化得到快速发展 “十一五”期间，省上投资3000万元，地方出资100万元，以推广“金塔模式”，建立1个省级信息服务网络平台、87个县级信息采集发布平台和4461个村级信息服务点为主要内容的“甘肃省农村信息公共服务网络工程”已由省政府正式启动。省级农业信息服务网络平台已初具规模，“甘肃农业信息网”互联网站、省农牧厅机关局域网和农业部卫星指挥调度系统甘肃小站等项目基本建成。作为打造“数字白银”重要内容的白银农业信息化建设全面推开。作为全国“三电合一”六个试点市之一的酒泉市的项目建设正在进行。

（2）、农业信息化组织体系不断完善，信息服务水平稳步提高 通过实施“三电合一”工程、农业信息体系建设项目和甘肃省农村信息公共服务网络工程等，累计完成投资近2000万元，建成“甘肃农业信息网”、省农牧厅机关局域网、农业部卫星指挥调度系统甘肃小站及延伸至部分市县乡村的农业信息服务平台和信息服务点。

（3）、农村信息基础设施建设持续推进，信息利用越来越方便快捷 “广播电视村村通工程”、 “村村通电话工程” 解决了广播电视信号覆盖“盲区”群众收听广播、收看电视、打电话的问题。

2农业信息资源开发与利用取得成效 （1）、农业网站群正在逐步扩大，信息资源的利用进一步提高 “甘肃农业信息网”、“甘肃新农村网”、“甘肃兴农网”、“甘肃农业网”、“甘肃农业经济网”、“甘肃新农村商务”、“甘肃扶贫网”、“甘肃科技信息网”、“甘肃动物防疫网”、“甘肃农业机械化信息网”以及兰州、天水、白银、金昌、定西五市和金塔、甘州、凉州、徽县等部分县区建立的农业信息互联网站成为领导决策的助手、农技推广的能手和农民致富的帮手。

（2）、农业信息资源得到开发与利用，农业生产的科技贡献率进一步提高 20世纪90年代以来，不仅地理信息系统、全球定位系统和遥感系统的进一步得到综合利用，而且信息网络系统得到广泛的应用，已完成农业技术、政策法规、科技信息、农业专家、视频资料、农业项目等8个专业数据库建设。2009年投资2.1亿元建设“甘肃省气象灾害监测预警与应急系统工程”，可实现1分钟内预警信息发布到农村，2分钟内预警信息显示到乡镇的电子显示屏上，10分钟内预警信息到达灾区60万用户手机，24小时内灾情信息和实时视频画面送到中国气象频道和省应急指挥中心。

（3）、信息服务体系日趋完善，信息服务水平有了较大的提高 目前，100%的省级农业部门和地（市）级农业部门、80%以上的县级农业部门、67%的乡镇建立了农村信息化管理或服务机构，为农村信息化发展提供了组织保障。

二 甘肃农业信息化的发展特点 1 地方政府充分发挥主导作用，农业信息化模式不断创新 各地方政府因地制宜地开展农村信息服务，创新模式，开辟新途径，探索出“金塔模式”、“平凉农民信息之家”、“白银神农通”、“金昌家家e”、“黄羊川模式”、“酒泉三电合一”等模式。

2 电话信息开辟了新的服务空间，农业信息支撑能力得到有力保障 “12316”“三农”服务热线于2008年4月在全省正式开通。包括政策法规、种植业、植物保护、畜牧业、蔬菜信息等12个专家组、200多名省级座席专家，每天在12316呼叫中心轮流座席，实现了农民与专家“点对点”、“一对一”互动交流。

三、甘肃农业信息化发展趋势 1 以电话通信畅通工程为载体，农业信息服务能力将会得到全面提升 我省的通信市场移动电话拥有量已超过固定电话，农村信息市场比较复杂，存在着信息资源粗放增长与有效供给不足、网络技术不断演进与现实网络结构层次偏低、信息终端智能化需求与农民操作期盼简化等矛盾共存的现象。因此，下一步要从技术和市场两个方面，加强农业信息化的建设，搭建好适合农民需求的电话特别是手机信息平台，以电话应用带动下的互联网应用、电子商务、农业订单、农业信息服务、农资物流配送的农业信息流与现代物流融合发展的趋势越来越明显。

其中，系列1为 2 多平台、多渠道、多终端地为农民提供信息服务局面开始形成 2002年文化部的“全国文化信息资源共享工程”，2003年中组部的“农村党员干部现代远程教育工程”和教育部的“农村中小学现代远程教育工程”，2006年信息产业部的“综合信息服务工程”等，这些工程利用卫星通信技术建设了覆盖范围广、不易受地形地貌影响和全国联网的优点，有力推动了新农村建设，提高了农村信息服务能力 四、甘肃农业信息化建设的主要问题 1投入不足，重视不够，农业信息资源开发程度较低 从甘肃农业信息资源开发利用状况来看，集中表现为：一是信息资源分散，信息集成共享度不高。二是网站建设水平还不够高, 缺乏及时性、准确性、权威性。三是信息时效性差。四是信息形式较单一。

2垄断使用，低效服务，农业信息服务机制有待进一步完善 目前，一些政府部门由于缺乏信息服务意识，对所掌握的农业信息不公开、不主动发布，一些部门存在信息私有思想，政务公开、信息共享的观念还没有建立起来。各自为战，一盘散沙，资源分散，联合不力，有效整合不够，没有资源共享，没有力量集中，难于形成整体的资源优势，制约了信息资源的利用和进一步的开发。同时，部分基层农技服务部门和农户对信息的利用意识也有待提高，存在一定程度上的工作重点不明、工作切入点不准、信息定位模糊等的问题。

3服务不到位，缺乏专门培训，农民信息需求与信息能力矛盾仍较为突出 农业信息利用极不对称是个带有共性的问题，一部分农民的封闭性较强，信息观念滞后。不捕捉市场信息，不了解农业科技信息，对信息需求不强烈，尤其对网络等新生事物仍坚持怀疑和不信任态度；
大多数农民虽然有着较强烈的信息需求，由于信息能力偏地低而无从下手，导致他们种的种不到点上，卖的卖不到好价钱，买的买不到便宜好货，极大地制约了农村经济的发展。

五、甘肃农业信息化建设的基本对策 1充分发挥政府主导作用，加强农业信息化资源的整合 以信息基础设施建设和信息进村入户为主要目标，积极解决农村信息化“最后一公里”瓶颈。

2加强本省信息资源的开发与共享，鼓励有条件的地方采用先进信息技术作业 要以国家实施“金农工程”为契机，建设省级农业数据中心，加强农业信息资源的开发利用。积极鼓励有条件的地方，如河西地区，发展数字农业，有重点、有步骤地加强计算机自动控制、模拟等技术在农业上的研究、开发和利用，逐步实现精准选种、精准播种、精准灌溉、精准施肥、精准田间管理和精准收获等农业生产过程的信息化，用信息技术改造传统农业。

3以培训促应用，努力提升农民信息应用能力 由于我省农民科技文化水平较低，直接限制了对信息技术、网络知识的学习和应用，造成农民们信息利用能力低，要注重发挥龙头企业、种养大户、农业协会、农村经纪人的特殊作用，开展形式多样的信息化知识和技能普及活动，增强广大农业生产经营者获取信息和利用信息的意识和能力。

名词解释 信息：事物之间相互联系、相互作用的状态的描述。

信息技术：是指计算机硬件技术、计算机软件和通信技术的总称。

信息系统：是由计算机硬件、网络和通讯设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息流为目的的人机一体化系统。

农业信息：是指人们利用农业生产资源进行农产品生产、加工和营销等活动的一切消息、情报、数据等地总称。

农业信息技术：包括农业信息的获取技术（如遥感技术）、处理技术（如数据的并行处理技术）、模拟技术（如作物生长模拟）、自动识别技术、人工智能技术等等。

农业信息系统：一般由农业生物信息、农业环境信息、农业技术知识信息和农业经济信息等四个信息子系统构成。

农业信息学：农业科学与信息科学相互交叉融合形成的一门学科。可以定义为：以农业科学为基本理论基础，以农业信息为对象，以信息技术支撑，研究农业信息的采集、处理、分析、存储、传输及其运动变化规律，为农业生产服务的科学和技术。

信息再生：指运用信息技术和科学方法对本原信息进行加工处理而产生出新的信息的工作过程。

数据库：存放数据的仓库（顾名思义/不准确的含义）尽管数据库技术已发展成熟，但还没有一个普遍接受的、严格的定义。

数据库系统：基于数据库的计算机应用系统。

数据模型：是数据特征的抽象，在数据库系统中，数据模型是它的核心与基础。数据模型描述数据的结构，定义在其上的操作以及约束条件。它从概念层面上描述了系统的静态特征、动态特征和约束条件，为数据库系统的信息表示与操作提供一个抽象框架。

关系模型：用关系表示（不需用指针）实体和实体之间联系的模型称为关系模型。

农业专家系统：也叫农业智能系统，是一个拥有大量权威农业专家的知识、经验、资料、数据与成果构成的知识库，并能利用其中的知识模拟农业专家解决问题的思维方法尽心判断、推理，求得解决农业生产问题答案的智能程序系统。

农业模拟模型：利用系统分析方法和计算机模拟技术，对农业系统中的生物与非生物过程及其与环境和农业技术措施之间的动态关系进行定量描述和预测。

系统分析法：是把将要研究的目标当做一个统一的整体，并把这个整体分解为若干个子系统，揭示影响子系统的各项因素及相互关系，并进行数量化描述，以此为基础，对获取的信息进行综合整理、分析、判断和加工，选择出最优的因素组合，优化系统或设计新系统。

精确农业：是由信息技术支持的、根据空间变异定位、定时、定量的实施一整套现代化农事 农业物流：是指以农业生产为核心而发生的一系列物品从供应地向接受地的实体流动和与之有关的技术、组织、管理活动。

电子商务：广义上讲，电子商务是电子工具再商务活动中的应用。

狭义上上讲：电子商务是在技术、经济高度发达的现代社会里掌握信息技术和商务规则的人、系统化应用电子工具高效率、低成本地从事以商品交换为中心的葛洪活动的总称。

物联网：物联网被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。

农业信息化：其内涵应包括农业资源环境信息化、农业生产管理信息化、农业市场流通信息化、农业科技与教育信息化、农业产业经营信息化。

简答 1、 信息有哪些主要性质特征 真实性、时效性、不完全性、等级性、层次性、对性习惯、价值性、共享性、寄载性 2、 什么是信息量？如何度量信息量？ 信息量是指从N个相等可能事件中选出一个事件所需要的信息度量或含量，也就是在辨识N个事件中特定的一个事件的过程中所需要提问“是或否“的最少次数. 信息的度量是利用概率来度量信息。

3、 农业信息有哪些主要特征？ 1,农业生物的自身特性：农业生产的种子、种苗、种禽等原材料．都是由农业自身提供的．这些农业生物有机体有其自身的生长、发育特性和自然再生产的规律．从事农业生产经营活动，必须掌握农业生物信息，符合农业生物自然再生产的规律．2,农业依赖环境的特性：农业生物依赖农业环境而生长、发育、繁衍后代．光、热、水、气、风、霜、雨、雪、土壤质地以及地形地貌等环境信息，对农业生产经营起着促进或制约作用．3,农业生产的季节性：春种、夏管、秋收、冬藏，农业生产具有强烈的季节性．按农时组织农业生产经营，要求掌握农时信息，提供农时信息．4,农业生产的地域性：农人们按照农业生物适地适生的信息．做到因地制宜的组织农业生产经营活动．5,农业生产的周期性：农业生物有其自身的生命周期．农业生产是遵循生物体生命周期规律的有目的的生产活动．为此，人类应掌捏农业生物的生命信息，生命周期的连续信息，以获取农业经济效益和生态效益。6,农业生产的系统性：农业生产是生物、环境、经济、技术和人类共同参与活动的系统工程，各方面的信息同时存在，相互渗透，共同作用，推动或制约整个系统的运行. 7,农业生产的分散性：我国农付地域宽广，由几亿农民从事农业，产生信息的信源分散；
将信息传输至信宿．也同样分散．要在广大农村建立信息网络，收集和传输信息，其难度较大． 4、 农业信息收集有哪些主要途径？ 主要有两类途径：
（1）
关系途径：沿着各种与信源相关的事物进行收集，如人际关系。

（2）
技术途径：利用各种技术直接或间接收集信息，如网络技术等。

5、 农业信息收集有哪些主要方法？ 收集信息的方法主要可分为人工收集法和技术收集方法， 1. 人工收集法：信息收集者人工地进行收集，如实验、考察、手工查阅文献等。

2. 技术收集法：通过各种技术手段自动收集，包括计算机技术、微电子技术（传感器）、感、卫星技术等等。

6、 简述农信息整理加工的基本要求和基本内容。

基本要求：应符合真实、标准、及时、合适、有效等要求。

基本内容：
（1）原始信息的汇集、筛选、分析、鉴别 （2）信息变换、载体结合、信道选配 （3）信息分类、排序、编码、录制、储存 （4）信息再生、转化、进入终端显示、利用等 7、 简述数据额模型的三要素。

（1）数据结构——描述数据额的静态特征，包括对数据结构和数据间联系的描述、 通常按照数据结构的类型来命名数据模型：
层次结构——层次模型 网状结构——网状模型 关系结构——关系模型 （2）数据操作——描述数据的动态特征和，一组定义在数据上的操作（包括操作的含义、操作符、运算规则及其语言等），主要操作：检索和更新（插入、删除、修改）
（3）数据的约束条件——完整性规则的集合，数据库中的数据必须满足这组规则。约束条件的主要目的是使数据库与它所描述的现实系统相符合。

8、 简述E-R数据模型。

E-R模型是一种重要的数据模型，它结构简单，语义表现力丰富，描述力强，同时又能方便的转换为其他经常使用的网状、层次或关系模型，所以，再数据库设计中得到广泛应用。

9、 简述数据库系统的开发流程。

目前信息系统开发经常采用周期法，该方法将整个信息系统的开发过程分为若干阶段，预先规定每个阶段的目标和任务，按一定准则顺次完成。AMIS的开发可采用生命周期法，其开发过程分为下图所示的六个阶段，即可行性研究、系统分析、系统总体方案设计、系统技术方案分析、系统实施、系统评价与维护。同时，再每个阶段都进行及时讨论和信息反馈。

10、简述农业专家系统的开发流程。

包括知识获取，即从农业领域专家收集整理归纳有关的专业知识和经验、数据，并经农业专家系统开发人员消化、整理、归纳写成一条符号表示的形式；
确定知识表示和推理方法；
建立知识库；
编写推理程序，然后调试、运行和修改等步骤。

11、写出SAS统计分析软件进行多重比较的程序。

DATA A; DO I=1 TO 5; DO J=1 TO 10; INPUT X @@; OUTPUT; END; END; DROP J; CARDS; … PROC ANOVA; CLASS I; MODEL X=I; MEANS VLSD; RUN. 12、简述3S技术及其基本原理。

3S技术是指遥感技术、地理信息技术、和全球定位系统。是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现在信息技术。

遥感技术原理：直接接触目标物，在距地物几公里到几百公里、甚至上千公里的飞机、飞船、卫星上，使用光学或者电子光学仪器接受地面物体反射或者辐射的电磁波信号，并以图像胶片或数据磁带形式记录下来，形成数字影像。该影像传输到地面，经过各种校正后，进行影像分类、翻译，最后获取所需要的信息。

地理信息技术原理：是在计算机硬件、软件及网络等支持下，对有关空间数据进行获取、存贮、查询检索、处理、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。

全球定位系统原理：共24颗卫星，其中3颗备用，分布在6个轨道面上。轨道面对地球赤道面的倾角为55°，各轨道平面升交点赤经相差60°，相邻轨道上卫星的升交距相差30°，轨道平均高度约20200km，均为近圆形轨道，运行周期11h58m。

13、地物空间数据矢量化的方法有哪些？ 矢量结构是通过记录坐标的方式来表达点线面等地理实体。获取方法：（1）手工数字化法；
（2）手扶跟踪数字化法；
（3）数据结构转换法。

（栅格数据结构：栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的符复合数据表示地理要素的非几合属性特征。获取方法：1手工网格法2扫描数字化法3分类影像输入法47数据结构转换法。）
14、简述农业模拟模型的研制步骤。

（1）
模型选择与系统定义。弄清研究目的、研究水平和研究对象。

（2）
资料来源。①自己积累或文献资料②从同行专家处获取③补充试验或支持研究 （3）
模块设计与模型设计。编程语言的选择、算法编程、界面编程、输入输出内容和形式。

（4）
模型检验与改进。①敏感性分析 分析模型对主要参数和变量反应的灵敏度②校正 调整模型的参数和关系，使得模型符合特定的环境和资料参数③核实 将模拟结果与实际结果进行相关回归分析；
将实际结果与模拟结果按同一时间坐标绘1:1图进行比较；
检查模拟结果与实际结果的平均误差。

15、简述农业信息服务的基本原理和基本内容。

基本内容：1.农业资源信息服务2.农业教育服务3.农业咨询服务4.农业物流服务 16、实现精确农业的关键技术有哪些？ 精确农业的支持技术除地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）外，还包括决策支持系统（DSS）和变量投入技术（VRT），以上几个关键技术互相补充，共同构建精确农业的技术体系。

综合题 1、 结合专业，谈谈学习农业信息学的意义（不能少于300字）
2、 结合专业，谈谈在我国如何实现农业的信息化。

农业信息技术 名词解释 1. 1. 信息：是信息源所发生的各种信号和消息经过传递被人们所感知、接收、认识和理解的内容的统称。

2. 2. 信息技术：是指获取、处理、传递、存储、使用信息的技术，是能够扩展人们的信息功能的技术。

3. 3. 遥测技术：是对被测对象的某些参数进行远距离测量的一种信息获取技术。

4. 4. 物联网：是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

5. 5. 农业信息技术：是指利用信息技术对农业生产、经营管理、战略决策过程中的自然、经济和社会信息进行采集、存储、传递、处理和分析，为农业研究者、生产者、经营者和管理者提供资料查询、技术咨询、辅助决策和自动调控等多项服务的技术的总称。

6. 6. 数字农业：是用数字化信息技术，对农业所涉及的对象和过程进行数字化表达、设计、控制和管理，是数字地球的理论与知识在农业上的拓展和深化。

7. 7. 数字农作:是通过综合运用数据库、“3S”技术、系统模拟、人工智能、虚拟现实、网络通信等现代信息技术，研究农作物生产系统中信息获取、处理、管理和利用的关键技术及应用系统，从而对农作系统过程的信息流实现全面的数字化表达和整合。

8. 8. 云计算：是一种新兴的共享基础架构方法和商业计算模型，也是一种IT基础设施的交付和使用模式，是将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务，用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源。

9. 9. 连续流动分析技术：将样品显色与检测合为一体，是浸提样品的检测效率成倍提高。

10. 10. 冷库：是利用降温设施创造适宜的湿度和低温条件的仓库，是加工、储存产品的场所，能使果蔬产品摆脱气候的影响，延长果蔬产品的储存期限，以调节市场供应。

11. 11. 机器视觉：是指利用计算机模拟人眼的视觉功能，从图像或图像序列中提取信息，对客观世界的三维景物和物体进行形态和运动识别，最终用于实际检测、测量和控制。

12. 12. 模式识别：在一定度量和观测基础上，将待识别的模式划分到某一模式类中去的过程。

13. 13. 视觉信息模式识别：根据研究对象的特征和属性，运用一定的分析算法，利用以计算机为中心的机器系统认定研究对象的类型，使分类识别结果尽量与客观事物相符。

14. 14. 电子鼻：是一种嗅觉模拟技术，也称为人工嗅觉、气味扫描仪或化学传感器阵列技术。

15. 15. 电子舌：也称味觉指纹分析仪，是一种利用低选择性、非特异性、交互敏感的多传感阵列检测液体样品的整体特征响应信号，通过信号模式识别处理或多元统计分析方法，对样品进行定性和定量分析的一类新型现代化分析仪器。

16. 16. 遥感：是一种远距离的、非直接接触的目标探测技术和方法。

17. 17. 遥感平台：是安放遥感仪器的载体，包括气球、飞机、人造卫星、航天飞机以及遥感铁塔等。

18. 18. 遥感器：是接收与记录地表物体辐射、反射与散射信息的仪器。

19. 19. 地物波谱：地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律。

20. 20. 地物波谱特性：不同的物质反射、透射、吸收、散射和发射电磁波的能量是不同的，表现为地物波谱随波长而变的特性。

21. 21.大气窗口：电磁波辐射在大气传输中透过率较高的波段。

22. 22.反射率:物体的反射通量与入射通量之比。

23. 23.极地轨道：气象卫星的轨道分为低轨和高轨两种，低轨就是近极地太阳同步轨道，简称极地轨道。

24. 24.图像识别：是指从相片中目标物的大小、形状、颜色等信息判断目标物是否为森林、草地、湖泊、道路等过程。

25. 25.图形测量：是指测量、计算目标物的大小、长度、密度或相对高度。

26. 26.图形判读或目视解译：是指根据人的经验和知识，按照应用目的解释图像所具有的意义，识别目标并定性、定量地提取目标的形态、构造、功能等有关信息，把它们汇总在底图上的过程。

27. 27.直接判读标志：是指能够直接反映和表现目标地物信息的各种遥感图像特征，包括遥感摄影相片上的色调、色彩、形状、阴影、纹理、大小、图形等。

28. 28.间接判读标志：是指航空相片上能够间接反映和表现目标地物的特征，借助间接判读标志可以推断与某地物的属性相关的其它现象。

29. 29.目视判读方法：是指根据遥感影像目视解译标志和解译经验，识别目标地物的办法和技巧。

30. 30.高光谱遥感：是指将遥感成像技术和光谱分析技术相结合，利用几百乃至上千个小于10nm的电磁波波段从地表目标物体获取连续光谱曲线，从而形成图像和光谱合一的高精度遥感方法。

31. 31.定量遥感：是指利用传感器获取地表地物的电磁波信息，在计算机系统的支持下，通过数学或物理模型将遥感信息与所观测地表目标参量联系起来，定量的反演或推算出某些地学、生物学及大气等目标参量。

32. 32.作物产量遥感预测：是通过搭载在卫星上的遥感器，来获取作物个生长时期光谱特征数据，通过作物种植面积遥感预测和单产预测，对区域作物产量进行预测。

33. 33.作物长势：是一个时空变化的过程，即同一时相的作物长势在空间地域上和同一空间地域的作物在时相上存在差异。

34. 34.地理信息系统：是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，实现空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示等功能，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。

35. 35.数据：是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图像、图形以及它们所能转换成的各种形式。

36. 36.地理信息：是关于地球圈或地理环境中地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，是对地理数据的解释。

37. 37.地理数据：是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称，是各种地理特征和现象间关系的符号化表示。

38. 38.识别码:不论空间信息数据文件还是在描述性信息数据文件中，有一个共同的字段。

39. 39.空间数据结构：是指适合计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。

40. 40.空间数据编码：是根据地理信息系统的目的和任务所收集的、经过审核的地形图、专题地图和遥感影像等资料按照特定的数据结构转换为适合于计算机存储和处理的数据的过程。

41. 41.空间数据分析：是以地理空间数据库为基础，通过各种几何的逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学手段，提取和传输地理空间信息，解决人们所涉及的地理空间实际问题，特别是隐含信息，满足辅助决策的需要。

42. 42.数字地图：是指与传统的地图相区别的、在GIS中以数据库形式保存的地理信息。

43. 43.邻近度：描述了地理空间中两个地物距离的相近程度。

44. 44.缓冲区：地理空间目标的一种影响范围或者服务范围。

填空题 45. 45.在信息技术四大内容中，信息传递技术和信息处理技术是整个信息技术的核心。

46. 46.计算机网络是一些相互连接、自治的计算机的集合。

47. 47.物联网可分为感知层、网络层和应用层。

48. 48.云计算是分布式处理、并行处理和网络计算的发展及其概念的商业体现。

49. 49.数字农业技术的内容主要包括：农业要素的数字信息化、农业过程的数字信息化、农业管理的数字信息化。

50. 50.数据采集管理系统是由信号调理器、数据采集器、计算机I/O接口、计算机硬件和软件系统、数模转换器等部分组成。

51. 51.系统采集的信号可以分为模拟信号和数字信号两类。

52. 52.机器视觉的核心是图像获取和处理。

53. 53.遥感技术的特点有综合性、宏观性、时效性、经济性、客观性、局限性。

54. 54.遥感平台可分为地面平台、航空平台、航天平台。

55. 55.在遥感图像使用前通常要进行校正，这种校正主要分为对象元位置误差进行的几何校正和对图像灰度值偏差进行的辐射校正两部分。

56. 56.农业灾害遥感监测主要是对农作物病虫害、旱灾、洪涝、火灾的遥感灾害。

57. 57.3S指的是GIS、RS、GPS 58. 58.GIS主要由4个部分构成，即硬件系统、软件系统、地理空间数据和人员。

59. 59.地理数据包括空间数据、属性数据、时态数据。

60. 60.在地图上，空间信息通过点、线、面三种基本地图元素来反映。

61. 61.GPS与GIS进行集成，可以实现以下应用：定位、测量、监控导航。

判断题 62. 62.信息传递技术和信息处理技术是整个信息技术的核心。

对 63. 63. 智慧地球可分为地球部分和网络部分。

错 64. 64. 云计算是分布式处理、并行处理和网络计算的发展及其概念的商业实现。

对 65. 65. 云计算具有超大规模、虚拟化、低可靠性、通用性、按需服务、极其廉价等特点。

错 66. 66. 1996年10月，中国农业科技信息网络中心建成。

错 67. 67. 农业信息包括农作生产的宏观信息和微观信息两大类 对 68. 68. 系统采集的信号可以分为模拟和数字信号两类。

对 69. 69. 数据采集管理系统不包括时钟功能、控制功能。

错 70. 70. 农田生物信息具有层次性、属于弱信息的特点。

对 71. 71. TDR指的是时域反射仪，FDR为频域反射仪。

对 72. 72. 机器视觉的核心是图像的处理和分析。

错 73. 73. 电子鼻和电子舌都适用于液体样品。

对 74. 74. RS是一种非直接接触的目标探测技术和方法。

对 75. 75. 遥感技术可广泛应用，无局限性。

错 76. 76. 从20世纪60年代初GIS概念被提出到现在，已经历了5个阶段。

对 选择题 77. 77.属于整个信息技术的核心的是（D）
A.信息采集技术 B.信息控制技术 C.信息转换技术 D.信息处理技术 78. 78. 不属于数字地球的特点的是（C）
A.空间性 B.数字性 C.客观性 D.整体性 79. 79. 不是物联网的结构分层的是（C）
A.感知层 B.网络层 C.物理层 D.应用层 80. 80. 农业信息技术的英文缩写为（B）
A.IT B.AIT C.CT D.BIT 81. 81. 下列哪个不是农业要素（D）
A.生物要素 B.环境要素 C.技术要素 D.网络要素 82. 82. 不是数据采集管理系统结构的是（C）
A.数模转换器 B.信号调理器 C.网络交换器 D.数据采集器 83. 83. 下列哪一个是数据采集管理系统的功能（A）
A.时钟功能 B.信息转换 C.人工管理 D.自动链接网络 84. 84. 哪一个不属于农田生物信息的特点（B）
A.层次性 B.属于强信息 C.多元性 D.时空分布特征 85. 85. 组成电子鼻的功能器件中不含有（C）
A.气味取样操作器 B.气敏传感器 C.模式识别 D.信号处理系统 86. 86. 不属于遥感技术的特点的是（D）
A.综合性 B.时效性 C.经济性 D.主观性 87. 87. 可见光遥感的探测波段为（C）
A.0.01-0.4um B.0.2-0.4um C.0.4-0.7um D.0.5-0.7um 88. 88. 下列不属于气象卫星的是（C）
A.TIROS B.ES-SA C.风云三号 D.GOES 89. 89. GIS经历的历史发展阶段不包括（B）
A.发展阶段 B.网络阶段 C.起步阶段 D.应用阶段 90. 90. GIS主要用途中不包括（C）
A.信息查询 B.预测预报 C.信息处理 D.模拟分析 91. 91. 下列哪一个不是地理数据（D）
A.空间数据 B.时态数据 C.属性数据 D.主观数据 简答题 92. 92.信息技术包含哪四部分，分别对应人体的哪些信息器官的功能? 答:信息技术包含信息采集技术、信息传递技术、信息处理技术、信息控制技术。分别对应人的感觉器官、传导神经网络功能、人脑思维器官功能、效应器官功能。

93. 93.现代信息技术主要包括那些技术？ 答：主要包括微电子技术、传感技术、信息存储技术、计算机技术、多媒体技术、通信技术、计算机网络技术。

94. 94.数字地球有哪些特点？ 答：（1）具有空间性、数字性和整体性（2）具有无边无缝的分布式数据层结构（3）具有迅速充实、联网的地理数据库（4）它以图像、图形、文本报告等形式提供服务（5）采用开放平台、构件技术、动态互操作等最先进的技术方案（6）其针对任何用户（7）它的服务对象覆盖整个社会层面。

95. 95.数字地球涉及的多学科信息支撑技术主要包括哪几个方面？ 答：（1）信息高速公路和计算机宽带高速网（2）高分辨率卫星影像（3）空间信息技术与空间数据基础设施（4）大容量数据存储及数据（5）科学计算（6）可视化和虚拟现实技术 96. 96.对“智慧地球”认知可以用3I表示，其具体指甚么？ 答：指物联化，即更透彻的感知；
互联化，即全面的互联互通；
智能化，即更深入的智能分析。

97. 97.云计算中的“云”如何解释？ 答：提供资源的网络被称为“云”，它是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常是计算服务器、存储服务器、宽带资源等组成的大型服务器集群。

98. 98.数字农业的核心是什么？ 答：（1）数字化统一处理农业问题（2）最大限度的开发农业信息资源（3）农业信息的集成与共享. 99. 99.数字农业的内容主要包括？ 答：农业要素的数字信息化、农业过程的数字信息化、农业管理的数字信息化。

100. 100.数字农作的关键技术有哪些？ 答：包括农作信息管理技术、农作过程模拟技术、农作信息监测技术、农作管理决策技术、数字农作平台技术。

101. 101.数字农作的技术体系包括哪些？ 答：农作信息获取、信息处理、信息模拟、信息控制等方面，又包括遥感系统、地理信息系统、全球定位系统、数据库、模拟模型、人工智能、决策支持和网络技术等。

102. 102.数据采集管理系统的典型结构是什么？ 答：它由信号调节器、数据采集器、计算机I/O接口、计算机硬件和软件系统、数模转换器等部分组成。

103. 103.数据采集管理系统具有的基本功能？ 答：（1）时钟功能（2）信息采集功能（3）数据处理功能（4）数据存储功能（5）控制功能（6）自诊断功能（7）信息输出功能 104. 104.农田生物信息的类型及特点？ 答;它主要分为农作物生理功能信息、农作物结构信息、农作物病虫草害信息等。它主要有层次性、多元性、属于弱信息、时空分布等特点。

105. 105.农田气候信息采集与处理系统的硬件构成是？ 答通常由气候信息采集模块、数据通信输出模块和单片机功能扩展模块三部分构成。

106. 106.农田气候信息采集与处理系统中信息采集模块包含哪些信息？ 答;包含土壤热通量信息采集、空气湿度信息采集、空气温度信息采集、太阳辐射信息采集、风速于风向信息采集、降雨信息采集、气压信息采集、蒸发信息采集。

107. 107.土壤含水量的监测有哪些？ 答：有TDR湿度监测系统、负压计土壤湿度监测系统、中子土壤湿度仪、电阻土壤湿度监测系统、FDR湿度监测系统、土壤水分遥感监测等。

108. 108.土壤养分成分的监测有哪些？ 答：有土壤养分的连续流动分析、土壤养分成分监测---ISFET法、土壤养分测定仪、大地电导仪与土壤电导率传感器、土壤样品自动化采集系统等。

109. 109.智能化农田节水灌溉监控系统的构成及功能？ 答：它由多路传感器、系统信息采集主机、微机及外设等组成。主要有信息采集、信息处理与显示、信息管理、灌溉管理等功能。

110. 110.温室环境监测系统包含哪些监测？ 答：（1）温度、湿度监测（2）光合有效辐射监测（3.）CO2浓度监测 111. 111.果蔬储藏环境监测管理系统的结构？ 答：它由智能监测站、通信总线、调控设备和管理计算机（数据库管理、图形管理、网络化管理）组成。

112. 112.遥感技术系统包括？ 答：空间信息获取系统、遥感数据的传输于接收、遥感图像处理、遥感信息提取与分析。

113. 113.按传感器的频率或波段来划分遥感器有哪些类型？ 答：（1）紫外遥感（2）可见光遥感（3）红外遥感（4）微波遥感（5）多波段遥感 114. 114.与传统的地面调查相比，遥感技术有何特点？ 答：（1）综合性（2）宏观性（3）时效性（4）经济性（5）客观性（6）局限性 115. 115.目前遥感中使用的大气窗口有哪些？ 答：（1）紫外、可见光、近红外波段（2）近红外、中红外波段（3）中红外波段（4）远红外波段（5）微波波段 116. 116.遥感平台的分类及其对比？ 答：可分为地面遥感、航空遥感、航天遥感。近地遥感分辨率高，但观测范围小；
航空遥感地面分辨率中等，其观测范围较广；
航天遥感地面分辨率低，但覆盖范围广。

117. 117.列举具有代表性的气象卫星？ 答：TIROS、ES—EA、ATS、SMS、GOES、NOAA、风云一号和风云二号等。

118. 118.按照遥感信息收集和记录原理的差异，常见的遥感器类型有？ 答：（1）光学成像类型（2）扫描成像类型（3）成像光谱仪（4）微波成像系统 119. 119.农业资源调查与监测包含哪几方面？ 答：主要包括土地资源遥感调查与监测，森林资源遥感调查与监测，草原资源遥感调查与监测（草原生物量估算、草地种类识别、草地化学成分估测）
120. 120.作物水分含量遥感监测的方法？ 答：水分反演方法有三种（1）利用遥感反演的生态物理参数与作物含水量建立关联关系（2）建立作物冠层温度变化与作物含水量的关系。（3）基于作物光谱吸收特征反演与提取作物水分。

121. 121.农业灾害遥感监测包含哪几方面？ 答：农作物病虫害遥感监测，旱灾遥感监测，洪涝遥感监测，火灾遥感监测等。

122. 122.GIS经历的历史发展阶段为？ 答：（1）起步阶段（2）发展阶段（3）应用阶段（4）成熟阶段（5）普及阶段 123. 123.GIS的基本特征是什么？ 答：（1）具有空间性和动态性（2）区域空间分析和动态预测能力（3）.GIS的操作对象是地理数据，既有空间数据，又有属性数据，通过运用提供了认识地理现象的新方法。（4）具有地理图形和空间定位的空间数据管理系统。（5）能够对空间数据进行图形化输出，便于决策。（6）GIS与各种技术有着不可分割的密切关系。（7）一些GIS软件和可以实现数据共享，方便用户进行二次开发。

124. 124.GIS有哪些类型？ 答：可分为专题信息系统，区域信息系统，工具型地理信息系统等。

125. 125.GIS的主要用途？ 答：（1）信息查询（2）绘制图件（3）预测预报（4）模拟分析（5）管理与决策 126. 126.GIS的硬件系统构成及配置类型？ 答：由数据输入设备、数据存储设备、计算机主机构成。其配置可分为简单型、基本型、专业型、网络型配置。

127. 127.GIS的软件系统通常包括哪几部分？ 答：（1）计算机系统软件（2）GIS软件和其他支撑软件（3）应用分析程序 128. 128.在地图上，空间信息通过什么来反映？ 答：（1）点，用一个独立的位置来代表（2）线，具有相同属性的点的轨迹（3）面，是所有具有相同属性的点的集合 129. 129.GIS的空间数据结构有哪些？ 答：（1）矢量数据结构编码（2）栅格数据结构编码（3）矢量栅格一体化数据结构。

130. 130.GIS的空间数据分析与处理的方法有哪些？ 答：（1）空间插值（2）缓冲区分析（3）叠加分析（4）DEM分析 131. 131.GIS在农业中的应用有哪些？ 答：（1）作为农业资源调查的工具（2）作为农业资源分析工具（3）作为农业生产管理的工具（4）作为农业管理的辅助决策工具。

一、数据库及信息管理系统：
1. 农业数据库的概念：是一种有组织地动态地存储、管理、重复利用、分析预测一系列有密切联系的农业方面的数据集合（数据库）的计算机系统。

2. 农业数据库的三级模式：外模式：亦称为子模式或用户模式，是数据库用户看到的数据视图，它涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。模式：亦称为逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特性的描述，是所有用户的公共数据视图，它描述的是数据的全局逻辑结构。内模式：亦称为存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和方式的描述。

3. 建立农业数据库的要求：安全 系统 全面 准确 4. 管理信息系统概念：（Management Information Systems，MIS）是收集和加工系统管理过程中有关的信息，为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统，是根据管理目的而建立的、有大容量数据库支持的、以数据处理为基础的计算机应用系统，可以支持事务处理、信息服务和辅助管理决策。管理信息系统（MIS）由人、硬件和软件构成，具有信息处理、事务处理、预测、计划、控制和辅助决策的功能。

5. MIS特征：具有人-机系统、综合性和动态性3个特征。

6. 农业管理信息系统概念：农业管理信息系统是收集和加工农业系统管理过程中的有关信息、为管理决策过程提供帮助的信息处理系统，可根据管理目的而建立，在数据支持下进行与农业相关的事务处理、信息服务和辅助管理决策 7. 数据编码概念：编码是将经过分类的数据信息用适当的数码（字符串或数值）来表示，也称代码化。

8. 编码的原则：唯一性：编码和分类一一对应；
可扩充性：如果将来要增添新的内容，尽量不改变原有体系而实现扩充；
识别性：用户看到编码时，凭经验就可知道事物的分类，并和其他事物产生对比、联想；
简单性：完整性：综合性的信息系统涉及的面很广，应全面考虑有关的信息类型与分类，防止顾此失彼。

二、农业专家系统：
9. 专家系统及农业专家系统的概念 专家系统（ES，Expert System）是一个智能程序，它能对那些需要专家知识才能解决的应用难题，提供相关领域权威专家水平的解答。或者说由一个专门领域的知识库以及一个能获取和运用知识的机构构成的一个问题求解系统。

10. 农业专家系统特征: 具有显示表达的大量领域专门知识 能进行符号处理:本特征是专家系统与传统程序的一个显著差别。具有智能性。能对推理过程的解释: 这一特征也是农业专家系统与传统程序的一个显著差别。包括知识库、数据库、模型库，涵盖了农业专家解决实际问题所需的基本信息。人机界面友好:权威性，启发性，灵活性，透明性，丰富性，适用性 11. 农业专家系统结构:知识库，推理机，数据基，解释机构，人机界面，知识获取 12. 知识获取的概念:领域专家自身或知识工程师与领域专家共同整理总结领域的知识和他们的实际知识、经验、模型及研究成果等，按所建专家系统规定的知识表示形式，整理成一个个知识单元, 放入知识库, 这种过程称之为知识获取。

知识获取与知识表示、知识运用是建造一个专家系统的三个关键技术。

知识获取的基本任务：是为专家系统获取知识，建立起健全、完善、有效的知识库，以满足求解领域问题的需要。

13. 知识获取方式种类：知识获取可分为非自动知识获取和自动知识获取两种方式。

14. 常用的知识表示方法：逻辑表示法 产生式规则表示法 特性表表示法 过程表示法 框架表示法 语义网络表示法 案例表示法 面向对象表示法 三、农业模拟模型 15. 农业模拟模型的概念：农业模拟模型(Simulation Model)着重利用系统分析方法和计算机模拟技术，对农业系统中的生物与非生物过程及其与环境和技术的动态关系进行定量描述和预测。

16. 分类：经验(Experiential)模型和机理(Mechanistial)模型 描述性(Descriptive)模型和解释性(Explainatory)模型 统计(Statistical)模型和过程(Process)模型 应用(Application)模型和研究(Research)模型 17. 过程模型的特征：系统性：对生物与非生物全过程进行系统、全面的分析与描述。动态性：包括受环境因子和内在特性驱动的各个状态变量的时间过程变化及不同生育过程间的动态关系。

机理性：在经验性或描述性的基础上，通过进行深入的支持研究，模拟较为全面的系统等级水平，并将其进行有机结合，从而提供对主要生理过程的理解或解释。预测性：通过正确建立模型的主要驱动变量及其与状态变量的动态关系，对系统行为提供可靠的定量预测。通用性：原则上适用于任何地点、时间和品种等条件。便用性：可为非专家操作应用，可利用一般的气候、土壤及品种资料。灵活性：可容易地进行修改和扩充以及与其它系统相耦合。研究性：除了应用性以外，还可用于不同领域的模拟研究工作，从而避免实物研究中干扰因素多。

18. 与统计模型的比较 ：
（1）农业统计一般只对农业生产系统的最终结果（如产量）进行比较，而不揭示结果（产量）形成的机理性过程及因果关系。而农业模拟模型完全可以揭示生物生长与生产过程及其动态关系，帮助人们更好地理解生物生长和生产的机制与结果。

（2）农业统计一般只能考虑与结果（如产量）有关的少数技术措施（如品种、肥料、密度等），而客观上影响生物生长和生产的因子往往很多，无法用农业统计的方法综合研究和分析。而模拟模型可以对农业生产系统进行综合分析和合成，同时考虑许多因子的作用，并可进行大量的计算机模拟试验。

（3）农业统计的研究结果具有明显的地域性和季节性，且局限于特定的生物品种、土壤类型和气候条件，很难应用于不同地区、时间和生产系统。而模拟模型同时受外部环境和内在特征所驱动，因而具有较强的动态性和灵活性，可以应用于不同的地点、时间和生产系统。

19. 农业模拟模型最重要的意义 农业模拟模型最重要的意义是对整个农业生产系统的知识进行综合，并量化机理性过程及其相互关系，即综合知识和量化关系。/模拟模型是利用计算机强大的信息处理和计算功能，对不同的生物与非生物过程进行系统分析和合成，其实质上相当于所研究系统的最新知识的积累和综合。在这种知识合成的过程中，还能鉴定知识空缺，从而明确新的研究方向/同时，模拟研究在理解生物与非生物过程及其变量间关系的基础上，进行量化分析和数理模拟，从而促进了对生物与非生物规律由定性描述向定量分析的转化过程，深化了对农业系统过程的定量化认识和数字化表达。

20. 模拟模型的功能；
理解、预测、调控。模拟模型能够帮助人们理解和认识生物与非生物过程的基本规律和量化关系，并对系统的动态行为和最后表现进行预测，从而辅助进行对生物生长和生产系统的适时合理调控，实现优质、高产、高效、生态、安全的可持续发展。

21. 农业生产系统的等级。农业生产系统一般可分解成区域、农区、农田生态、作物群落、群体、个体、组成成分（器官、组织、细胞）等不同层次或等级 22. 作物生产系统水平划分；
根据生态限制因子对作物生理过程和生产系统的影响进行分类，按照产量递减的顺序，可以把作物生产系统分为五个水平：
光温潜力 水分限制 氮素调控 磷钾等养分的调控 病虫草害等生物灾害的影响 23. 分室模型中的符号的含义。分室模型中的符号是以云朵代表系统的输入源，小室代表系统中的状态变量，开关代表过程的速率，以实线表示物质流，虚线表示信息流。另外，将影响速率的输入因子和参数称为附属变量。

24. 农业模拟模型研制的步骤。模型选择与系统定义 资料获取与算法构建 模块设计与模型实现 模型检验与改进 工作的重点和难点是在深入解析和科学把握系统内涵与特征的基础上，研究和建立农业模拟模型的算法结构。

25. 模型的检验过程及方法。模型的检验包括对模型的敏感性分析、校正、核实、测验等四个主要过程. 平均离差（Mean Deviation，MD）即预测值与实际值之差总和的平均值。

MD＝（ΣERRi）/n ERRi＝Yi－Xi 其中，n为为样本数；
Yi和Xi为第i次的模拟值和实测值。

平均预测误差（Mean Prediction Error，MPE）即预测值与实际值之差绝对值总和的平均值，反映模型的精度。

MPE=(Σ|DERi|)/n 预测均方法（Mean Square Error of Prediction，MSEP）即预测值与实际值之差平方总和的平均值，是比较模型间精确度较好的指标。

MSEP=（ΣERRi）²/n 均方差根（Root Mean Square Error，RMSE）即预测均方差的开平方，能更直观地反映模拟值与实测值的误差 直接比较单个模拟值的绝对误差和相对误差 绝对误差：ERRi＝Yi－Xi相对误差：RE＝ERRi/Xi 26. 敏感性分析。

敏感性分析是对模型灵敏度和动态性的测验，分析模型对主要参数和变量反应的灵敏度，测验模型的结构与过程以及系统的成分。它可以看成是某种形式的假设模拟试验。结果通常以±值来表示模型的反应程度。

27. 模拟模型的应用 作物生长模拟模型与其他关键技术结合的思路（特别是作物管理知识模型或专家系统相结合）。

四、虚拟植物与虚拟农业：
28. 虚拟植物的概念：虚拟植物就是应用计算机模拟植物在三维空间中的生长发育状况。

29. 意义（重要性）虚拟植物的研究对明确植物的生长发育规律有着重要的理论意义。植物的形态结构很大程度上决定着植物的竞争能力和资源获取强度，通过虚拟植物的研究实现植物形态结构的定量化，有助于从生长机理上明确植物的生长发育规律。/另一方面，虚拟植物模型具有广泛的应用价值。

30. 应用较广泛的用来描述植物拓扑结构的模型的理解。L系统评价：系统为生物生长发育的数学表达提供了一个形式语言描述框架，它具有严格的数学基础。只要使用相当少的规则，就能以植物在自然界生长的方式来模拟其从芽开始到主茎、分枝、叶、花和果实的生长，产生非常复杂的结构。与三维图形绘制系统相连(如cpfg)，能生成具有很高真实感的不同类型的植物。

L系统实际上是一个结构描述的通用方法，它可以描述植物的结构，也可以描述其它结构体的结构，如城市街道、建筑的结构等。L系统的具体实现系统实际上就是一个脚本语言系统。为了描述更多的结构与形态特征，这些系统不断地引入具有特定意义的符号来增强其功能，这样就使得符号多且庞杂。而且这些字符没有明确的字面意义，很难记忆使用，在程序开发时也很难实模块化。

随机过程方法－AMAP模型：首先：对其进行定性分析，确定描述植物结构基本模型，在此基础上对植物结构进行定量化。/其次：则是根据芽的死亡、休眠状况出现的概率来模拟其生长，如某个位置的侧芽是否产生分枝、何时长出分枝及分枝生长持续的时间。为更准确地模拟植物的结构，在模型中还要用到一些较复杂的随机过程理论，如马尔可夫过程来描述各种分枝分布的规律，模型应用蒙特卡洛方法来实现对多种概率事件影响下的植物生长情况的模拟。/最后，提取参数。AMAP已建立的数量巨大的参数库，在一般情况下，调用其参数库就可以实现各种植物的虚拟。

五、农业遥感 31. 遥感的概念：遥远的感知，它是从不同高度的遥感平台（Platform）上，使用各种传感器（Remote Sensor），接收来自地球表层各类地物的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离的探测和识别的综合技术。

32. RS的特征：间接性（非破坏性）
光谱特性 时相特性 信息数据齐全 33. 遥感的分类：根据所利用的电磁波的光谱波段，遥感可以分为可见光反射红外遥感、热红外遥感和微波遥感三种类型。按传感器的工作方式不同可分为被动遥感和主动遥感。

按传感器的扫描方式又可分为扫描式遥感和非扫描式遥感。按传感器图像获得方式可分为图像方式和非图像方式。

34. 三大技术系统：遥感平台 传感器 遥感信息的传输与处理 35. RS平台：地面平台；
航空平台；
航天平台 36. 黑体、灰体、基色、大气窗口、植被指数概念内容：灰体:发射率根据物质的介电常数、表面的粗糙度、温度、波长、观测方向等条件而变化，其取值范围在0～1之间，发射率与波长无关的物体叫灰体（Grey Body）大气窗口:大气对电磁波衰减较小，透射率较高的波段叫“大气窗口”。五个大气窗口：可摄影窗口，短波红外窗口，中红外窗口，热红外窗口，微波窗口。黑体: 黑体是一个理想的辐射体，所谓黑体是“绝对黑体”的简称，指在任何温度下，对于各种波长的电磁辐射的吸收系数恒等于1（100%）的物体。基色: 色觉是由于人眼分别感受红、绿、蓝三种颜色的感觉细胞，以及产生相应色觉的视觉神经系统构成的。因此，彩色合成通常是用三种基本色调（简称基色）按一定比例混合而成各种色彩，称为三基色合成 37. 植被指数: 植被指数是指由多光谱数据，经线性和非线性组合构成的对植被有一定指示意义的各种数值。

38. 归一化差值植被指数：NDVI被定义为近红外波段与可见光红波段数值之差和这两个波段数值之和的比值。

NDVI=（IR-R）/（IR+R）
比值植被指数：是指近红外波段与可见光红波段数值的比值，即RVI=IR/R 39. 数字图像的校正：辐射校正 大气校正 去条带 几何纠正 图像放大 40. 地物波谱概念：物体在同一时间、空间条件下，其辐射、反射、吸收和透射电磁波的特性是波长的函数。将这种函数关系，即物体或现象的电磁波特性用曲线的形式表现出来时，就形成了地物电磁波波谱，简称为地物波谱。

植被、土壤、水体等典型地物在可见光和近红外的反射光谱特征：
如图，了解土壤、不同作物在可见光和红外处的规律。

41. 加、减色的定义。加色法：以红、绿、蓝三基色中的两种以上色光按一定比例混合，产生其它色彩的方法；
减色法：从白光中减去其中一种或两种基色光而产生的色彩的方法。

根据加减色原理：红+绿=青，地面红+蓝=品红，蓝+绿=黄，红+绿+蓝=白。

42. 航空遥感获取信息的方式种类航空遥感获取地面信息的方式有摄影方式和扫描方式。

43. 常用植被指数的定义应用 归一化差值植被指数:近红外波段与可见光红波段数值之差和这两个波段数值之和的比值 它是植物生长状态及植物空间分布密度的最佳指示因子，与植物分布密度呈线性相关，因此又称为生物量（Biomass）指标 44. 比值植被指数: 近红外波段与可见光红波段数值的比值。用于植被旺盛、具有高覆盖度的植物的监测。

45. “红边”参数的含义。红边”是绿色植物光谱的最明显的特征之一，它定义为红光范围（680~760nm）内反射光谱的一阶导数的最大值所对应的光谱位置（波长），描述“红边”的参数一般有红边位置（红光范围内一阶导数光谱最大值所对应的波长）λr、红边幅值（红光范围内一阶导数光谱的最大值）Dλr和红边面积（680~760nm之间的一阶导数光谱线所包围的面积）Sr。

六、地理信息系统：
46. GIS概念：GIS是在计算机硬、软件环境的支持下，对空间数据进行采集、存取、编辑、处理、分析和显示的计算机应用系统。

47. 基本特征（1）空间分布性；
（2）数据量大（3）信息载体的多样性（4）时序和动态变化特性 48. 组成计算机硬件系统 数据处理设备；
数据输入设备；
数据存储设备；
数据输出设备 计算机软件系统:GIS软件,应用分析程序 地理空间数据:地图,遥感数据,统计数据,调查实测数据 系统管理操作人员 49. GIS的功能：
数据输入功能 数据编辑功能 数据存储与管理功能 数据查询检索功能 数据分析功能 数据显示输出 50. 常用的GIS平台了解。1．ARC/INFO 2．ArcView 3．MapInfo 4．GeoMedia 5．MAPGIS 51. GIS的应用 七、精确农业：
52. 精确农业（农作）的定义：
集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础，定位、定量、定时地面向大田作物生产的精确农作技术，即把智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术，在全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）技术的支持下组装集成起来，形成完善的精确农业技术体系。

53. 技术思想 基于田区差异的变量投入和最大收益 54. 精确农业的特征：地域性 综合性 系统性 渐进性 55. 精确农业的支持技术有：
3S技术（RS GIS GPS）、决策支持技术（DSS）可变量投入技术 、智能机械装备技术 56. 精确农业技术实施过程1）带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据2）通过计算机处理，生成作物产量分布图3）根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图，作物生长发育模拟模型，投入 产出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图4）根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方，操作农业机械按小区实施目标投入和精确农业管理。这一过程是通过多次循环的实践，来不断改善农田资源环境，积累知识，逐步达到作物生产精确管理的过程 八、农业决策支持系统 57. DSS定义：凡能为决策者提供支持的计算机系统，这个系统能充分利用合适的计算机技术，针对半结构化或非结构化问题构造决策模型，通过人机交互方式支持决策者制定管理决策。

58. DDS特征：可归纳为支持半结构化或非结构化决策过程、传统数据存取及检索技术与现代模型或分析技术的结合、易于为非计算机专业人员以交互会话的方式使用、强调对环境及用户决策方法改变的灵活性及适应性、支持而不是代替决策者制定决策等五方面。

59. 1980年R.H. Spraque提出了著名的三部件结构，它由人机交互系统（对话部件）、模型库系统（模型部件）和数据库系统（数据部件）三个子系统 60. 1981年R.H.Bonczek等提出了决策支持系统的三系统结构，它由语言系统（LS）、知识系统（KS）和问题处理系统（PPS）三个部分组成。